反物质的威力

时间:2023-11-25 05:19:03

我们会看到花草生长,但不会看到空气中的碳和氧是如何被吸收变成叶子的;我吃下的面包会神奇地变成我,而你吃下的则变成是你,这源于分子排列方式不同;所有的一切都是原子在控制,而我们这种宏观体只能看到最终的宏观产物。原子作用过程中,能量被释放出来。你几小时前吃的食物被你的身体吸收,然后再被排出,这个过程产生了维持生命的能量,保持你的身体温暖。体温是化学反应的结果,是爱因斯坦方程E =mc 2 的作用。随着食物的消化吸收,其中一小部分质量(m )消失了,转化成了能量(E ),而转化比等于光速的平方(c 2 )。人体摄入的食物和排出的废物总量之间的差别很小,如果用分数来表示的话完全微不足道,大约1千克会相差十亿分之一,即1微克。要精确测量这个量,需要考虑每一滴汗水、每次我们触摸的物体留下的DNA等每个细节。这是不可能完成的任务。

质量的十亿分之一转化成了能量,这是一切化学反应、生物和生命的根源。这同样是火药以及其他一切化学炸药的能量来源。这些过程主要基于原子外围的电子。但是,更巨大的能量实际上储存在原子核中。原子间发生反应时,原子核中释放出来的能量比电子释放的能量高1000万倍。

比较而言,化学反应只能将物质内部能量的十亿分之一释放出来,而核反应最大则可以释放出百分之一。如果我们可以将更大部分的物质转化成能量,那么我们的野心也会相应地膨胀。原则上说,我们可以将整个物质内部的mc 2 能量全部释放出来——反物质就能做到这一点。

化学能之所以明显,是因为虽然单独的原子放出的能量微不足道,但是原子的数目众多,每克物质中通常含有高达1024 个原子,其中的每一个原子都在参与反应。核反应过程也需要大量的铀矿石,通常从地下开采再经过处理得到;数十亿年前自然将能量禁锢在其中,今天我们可以从亿万原子中释放出百分之一来。如果想用反物质来释放能量,则完全不可行,就我们所知,所有的反物质都在140亿年前消失了。如果你想使用反物质,就得一个粒子一个粒子地制造,这个过程将非常漫长而低效。自然界有一个基本定律:任何过程都满足总能量守恒,但是可用的能量会越来越少——因为摩擦和其他通常的损耗。因此,由于这些损失的存在,结果会导致制造反物质所需要的能量比之后湮灭时放出的能量要多。